CA4GA1發動機

CA4GA1發動機應用於天津一汽夏利汽車股份有限公司生產的夏利N5轎車；發動機採用智能化可變進氣凸輪正時VCT-i技術、塑料進氣歧管、無回油、電子節氣門、直接點火電控多點燃油噴射系統；採用靜音鏈傳動、不鏽鋼焊接排氣岐管、鎂鋁合金氣缸蓋罩蓋和鏈條室罩蓋。該汽油機動力性達到升功率50kW/L、升扭矩90Nm/L的國際中高檔水平。排放水平達到國Ⅲ/國Ⅳ、燃油消耗低於國家第二階段標準限值。

發動機型號：CA4GA1

生產廠商：天津一汽夏利汽車股份有限公司內燃機製造分公司

排氣量：1339ml

排放標準：國Ⅲ/國Ⅳ

最大功率：67kW/6000rpm

最大扭矩：120Nm/4400rpm

升功率：50kW/L

升扭矩：90Nm/L

綜合油耗：6.26L/100km

可變氣門正時系統

可變氣門正時系統是先進發動機的代表，此項技術在中高檔車型中已逐步普及，但在1.3L級別的小排量車型上仍然有很多車型沒有採用。自主車型就不用說了，配備此項技術的車型可謂鳳毛麟角，即使合資車中，仍有像POLO、晶銳、新嘉年華、207、雨燕1.3、樂騁、樂風、驪威等諸多車型的發動機依然沒有採用此類技術。那麼這項技術的精妙之處到底在哪裡呢？

發動機有四大行程，從進氣開始，到排氣結束。為了有效的利用氣流的慣性以更好的進氣和排氣，在進氣和排氣行程不是完全隔斷的——在排氣行程結束前，進氣門就會提前打開，而在進氣行程開始后，排氣門會延遲關閉，這樣就會存在進氣和排氣門同時打開的情況。這在技術上叫氣門疊加角。這個疊加角在設計發動機是必然存在的，但發動機運行在不同轉速下對疊加角的要求不同。低轉速狀態下混合氣流速慢，此時如果疊加角過大，就會導致混合氣難以充分混合，從而影響低速運轉的平穩、低速扭矩的輸出以及排放和油耗。反之如果高速狀態下疊加角過小，將不利於提高進排氣效率，影響高速功率的發揮。常規發動機只能折中了，其結果是要麼低速扭矩好高速乏力，要麼反之，很難做到兩全其美。

CA4GA1採用的VCT-i就可以有效解決這個矛盾。工程師在發動機的進氣凸輪軸末端安裝了一套控制器總成，它是一套由液壓控制的機構，可以按照ECU（發動機電腦）的指令改變凸輪軸的轉角，從而達到改變氣門疊加角的目的。這套機構可以伴隨轉速的改變進行無級調節，從而實現最理想的配氣效果。與同類型的VVT技術相比，CA4GA1的這套系統工作範圍高約45°，它可以讓進氣門提早在上止點前約38.6°到延後至上止點后約6.4°打開，調整範圍非常大，可以更有效的優化低速和高速狀態下的配氣效率。有了這套機構以後，我們面對CA4GA1發動機參數時，就不能簡單的認為它比對手高几個千瓦功率和幾個牛·米扭矩這麼簡單了，它的低速扭矩會比對手更充沛，後勁也要比對手更足，而且油耗和排放也要比常規發動機低得多。

不惜工本的輕量化設計：鎂鋁合金缸蓋、硅橡膠合成塑料進氣歧管/不鏽鋼排氣管

發動機輕量化是設計師永恆的追求，也是新一代發動機的典型代表。在保證足夠強度的情況下實現輕量化，就必須在材質上下功夫。CA4GA1發動機採用的缸蓋及側蓋採用了同類發動機中少見的鎂鋁合金製造，這種材料重量輕強度高，僅此一項就可以令這款發動機比同排量機型輕約20公斤。

熟悉發動機構造的人會注意到，老款發動機採用的進氣歧管往往是由金屬製成，而新一代發動機均採用硅橡膠合成塑料進氣歧管。這種材質的優勢不僅僅在重量輕，而且內壁光滑，可以大幅度提升進氣效率。CA4GA1發動機採用的就是這種進氣歧管，僅從這一點設計看，就可以確認它屬於新一代發動機。排氣管需要承受高溫，CA4GA1發動機特別採用了不鏽鋼打造，這樣一來它同樣可以擁有極為光滑的內壁，從而有效降低排氣阻力。

靜音正時鏈條

正時鏈條可能很多人並不熟悉，但對“更換正時皮帶”這一項維護項目，很多老司機應該有所耳聞。在《上篇》中我們提到正時可變這個概念，而事實上凸輪軸的正時是需要精準控制的，它必須與曲軸的運轉相位相對應。普通發動機採用正時皮帶來實現這一點，由它來連接曲軸和凸輪軸，這種皮帶帶有卡槽，可以保證不會發生相對位移。然而皮帶是會老化的，老化后強度下降有可能導致跳齒甚至斷裂。一旦出現這種情況，很可能出現“頂氣門”這樣的嚴重後果。因此正時皮帶必須定期更換，不僅增加車主的維護費用，而且在可靠性方面也存在一定隱患。CA4GA1發動機採用鋼製正時鏈條替代皮帶，它可以做到終身免維護，而且可靠性極高。與此同時，由於其結構更緊湊、傳遞效率更高，可以有效提升發動機的響應性，因此這種設計已逐步在最新型的發動機中普及。

筆式直接點火

點火環節對發動機性能影響是非常大的，它的作用取決於點火系統的設計，而這其中點火線圈的設計又是至關重要的。很多改裝汽車的人都知道，換一根“高壓線”往往就能提升發動機性能。CA4GA1發動機採用的筆式直接點火直接將點火線圈設計在缸蓋上端，免去了所謂的“高壓線”——經過點火線圈升壓的電流無需傳遞就直接作用於火花塞，其效果是採用數千元的“高壓線”都無法匹敵的。它減少了電磁干擾，可以讓燃燒更精準更充分，提升動力的同時還可降低油耗和排放，好處不言而喻。這種單缸獨立點火的設計意味著它將擁有四個點火線圈，在某個線圈出現故障的時候，其他幾個點火線圈還可正常工作，與常規單個點火線圈的設計相比，可靠性進一步提升，使用壽命顯著加長。

電子節氣門也是高檔車型上才能見到的裝備。普通的家用轎車一般採用拉線式機械油門，駕駛員踩下加速踏板后，帶動鋼絲拉線將節氣門“拉開”，節氣門開度的大小完全取決於駕駛員的動作。然而對於發動機而言，駕駛員的操作並不一定是最科學的，例如不必要的節氣門開度導致燃燒不充分而增加油耗和排放、節氣門瞬間打開后對發動機造成的損害等等。CA4GA1發動機採用的電子節氣門可以有效解決這些問題。此時駕駛員踩下加速踏板僅相當於向ECU發出指令，至於節氣門打開的時機、大小，則由ECU根據最佳工況來進行智能控制，使之接近於理想空燃比14.7：1，減少有害氣體排放，綠色環保，不僅可以提高發動機效率，而且還可以更好的保護髮動機。

出色的整體設計

常規發動機的活塞運行方向與氣缸內徑中心軸是重疊的，CA4GA1發動機特別在中心軸和曲軸之間設計了8mm的偏置，這樣一來可以更有效的平衡曲軸與活塞的運行，從而可以更好的提升發動機轉速，不僅令發動機功率更大，而且發動機振動更小、噪音更低，無死點，而且由於磨損減小效率提高，在提升發動機使用壽命的同時，還能有效降低油耗。

完善的感測控制系統

新型發動機的一個重要代表就是電控系統，而電控系統的核心就是需要獲得發動機運轉時的各項數據，據此才能做出正確、精準的判斷。CA4GA1發動機採用知名品牌日本電裝（Denso）的電控系統，控制精準，工作穩定。CA4GA1發動機的感測系統與最新型的發動機一樣，是非常完善的。在進氣歧管部位，CA4GA1發動機設計了進氣溫度和壓力感測器，它可以精確反饋進氣歧管中空氣的溫度和流速等狀況，為精準噴油提供了必要的數據。氣缸內的爆震感測器則可以有效感知發動機可能存在的爆震，並通過調整點火正時來修正，讓發動機運轉更加平穩、健康。在排氣系統中，設計師布置了前後兩枚氧感測器，可以最大程度的探測出廢氣中氧氣的含量，從而更精準的控制空燃比，這對於發動機效率的提升、油耗的降低以及減少積碳都是很有意義的。